Mainboard mit integriertem RAID-Controller: AE25R, AK35GTR v1.x, AK35GTR v2.x, AB30R, AB40R, AV40R, AV45GTR, AS40GTR
Raid steht für: Redundant Array of Independent Disks - wobei man anstatt "independent" auch "inexpensive" verwenden könnte - bedeutet nichts anderes, als dass der Ausfall eines Einzellaufwerks weder zu einem Ausfall des Gesamtsystems noch zur Betriebsunterbrechung oder sogar zum Datenverlust führt. Dies wird erreicht, indem man mehrere Techniken einsetzt wie
- Mirroring, RAID 1 (Spiegelung von zwei oder mehreren Platten an dem selben Controller)
- Duplexing (dito, jedoch mit verschiedenen Controllern) und
- Striping, RAID 0 (Zusammenfassen von mehreren Laufwerken als ein logisches Laufwerk sowie blockweises Verteilen der darauf befindlichen Daten auf alle Datenträger).
Des weiteren gibt es noch unterschiedliche Typen eines RAID-Systems, die man vorher sorgfältig abwägen sollte, denn von ihnen hängt später die Gesamtperformance des Systems ab. Man nennt die Typen auch Level, was aber irreführend ist, da Level 1 nicht unbedingt auf Level 0 aufbaut.
Einige der heutigen Mainboards - wie zum Beispiel das Shuttle AK35GTR - sind bereits mit einem zusätzlichen IDE-Controller-Chip ausgestattet, mit dem sich RAID realisieren läßt; diese Funktion ist auch als PCI-Erweiterungskarte verfügbar. Allerdings sind diese eher beschränkt auf Striping und Mirroring, was aber für den normalen User vollkommen ausreichen dürfte.
Ursprünglich gab es RAID-Controller ausschließlich für die relativ teuren SCSI-Festplatten zu kaufen. Hier gibt es sehr komfortable Lösungen mit aufrüstbaren Speicher-Cache und guter Performance, wobei sich auch Festplatten im laufenden Betrieb tauschen lassen.
Raid 0
Ein typischer Level für Striping. Üblicherweise fasst man hierbei mehrere Platten zu einem großen logischen Laufwerk zusammen, wobei der Stripe-Faktor die Blockgröße angibt, welche auf den einzelnen Laufwerken verteilt werden. Man kann in der Regel davon ausgehen, dass das "scheibchenweise" Verteilen der Daten auf mehrere Platten zu einem Leistungsgewinn führt, da der Controller parallele Schreib- und Lese-Operationen durchführen kann. Das Problem bei diesem Level ist jedoch, dass er keine erhöhte Datensicherheit bietet, denn es werden ja alle Daten auf die jeweiligen Einzelplatten verteilt. Fällt nun eine Platte aus, ergibt sich dadurch, dass alle Daten verloren sind.
Raid 1
Beim Level 1 spricht man in der Regel vom sogenannten Mirroring, sprich: Spiegelung, und erreicht eine quasi hundertprozentige Redundanz. Hierbei werden alle Daten der Masterplatte auf die jeweiligen RAID-Platten geschrieben. Klarer Vorteil gegenüber RAID-0 liegt auf der Hand. Bei einem Ausfall der Datenplatte können die Daten wieder hergestellt werden. Allerdings sind die Kosten doch sehr hoch. Es können, anders als beim RAID-Level 0, keine weiteren Platten als die Masterplatte selbst für Datenbestände benutzt werden, da alle weiteren Sets zur Sicherung benötigt werden. Es geht hier also enormer Speicherplatz verloren. Mirroring wird von einzelnen Betriebssystemen als Softwarelösung angeboten (auf Einzelplatten), zum Beispiel von Windows NT. Wird außerdem ein zweiter Controller für das Mirroring verwendet, spricht man von "duplexing" und erzielt damit eine noch höhere, aber leider auch teurere Ausfallsicherheit. Der Geschwindigkeitszuwachs hält sich bei dieser Lösung jedoch in Grenzen, da höchstens beim Lesezugriff Performance-Gewinne erreicht werden können.
Raid 10 (0+1)
Wird häufig auch als Level-10 bezeichnet und vereint die beiden ersten Level, nämlich Striping und Mirroring. Auf dem ersten Set werden die Daten verteilt (Striping) und auf einem zweiten Set, der logischerweise aus gleich vielen Platten bestehen muss wie Set Nummer 1, die Daten gespiegelt (Mirroring). Bei dieser Methode werden sowohl die hohe Sicherheit von RAID-Level 1 mit der Geschwindigkeit von RAID-Level 0 gepaart. Leider ist diese Lösung auch die kostspieligste, da hierbei die Plattenanzahl drastisch zunimmt. Empfohlen wird natürlich ein zweiter Controller, der die Spiegelung übernimmt.
Raid 4
Eine kostengünstigerere Variante der Datensicherung bietet dieser Level. Anstatt nun alle Daten zu sichern, fällt diese Aufgabe der sogenannten "Parity-Platte" zu. Zusätzlich zu den im Stripe-Verfahren beschriebenen Datenplatten kommt also eine weitere Platte - die "Parity-Platte" - hinzu, auf der nun von jedem Block der Datenplatten ein Parity-Bit geschrieben wird. Der Vorteil liegt hier klar auf der Hand: mit Hilfe der XOR-Operation lassen sich bei einem Ausfall einer Datenplatte die kompletten Bestände restaurieren. Auch die Lese-Performance kann durch parallele Requests gesteigert werden. Nachteil an dieser Sache ist dann der, dass bei jedem Schreibvorgang die Parität neu berechnet und auf die Parity-Platte geschrieben werden muss, was wieder Zeit kostet. Gleichzeitig ist dann in solch einem System die Paritätsplatte der wichtigste Datenträger in dem Set. Fällt diese aus, kann keine Restauration mehr vorgenommen werden.
Raid 5
Auch bekannt unter Rotating Parity Array und ist eine Erweiterung zu RAID-Level 4. Um den Nachteil der einzelnen Parity-Platte auszugleichen, werden nun auch die Paritäts-Daten auf die Datenplatten verteilt, und zwar immer so, dass die Parity-Bits der Datenplatte X auf der Datenplatte Y abgespeichert werden und umgekehrt (entsprechend mehr Möglichkeiten bei mehreren Platten). Dadurch wird auch die Leistung beim Schreiben deutlich angehoben. Dieser RAID-Level bietet zur Zeit die höchste Sicherheit und wird deswegen auch am häufigsten angewandt.
Andere Raid Typen
Des weiteren gibt es natürlich noch andere RAID-Typen, die sich jedoch nicht als Standard durchsetzen konnten oder aber nur Erweiterungen der oben genannten Typen sind. RAID-2 zum Beispiel verwendet zusätzlich zum Stripingverfahren die Fehlererkennung und -korrektur ECC-Logik (Error Correction Codes), welche auf eine oder mehrere Platten verteilt werden. Dieses Verfahren bietet jedoch kaum Vorteile gegenüber RAID-3 und ist wesentlich aufwendiger zu implementieren.
RAID-3 ist quasi der Vorgänger von RAID-4 und daher schnell erklärt. Der Unterschied zu RAID-4 besteht eigentlich nur in der Tatsache, dass kleinere Stripes geschrieben werden, was jedoch die Masse an Parity-Daten beträchtlich erhöht.
IDE-RAID-Controller
Der IDE-RAID-Controller kennt zwei Modi: im IDE-Modus werden vier beliebige IDE-Geräte unterstützt. Im RAID-Modus werden nur Festplatten unterstützt und erlauben den Aufbau eines RAID-Arrays, das die Geschwindigkeit (RAID 0, Striping) oder die Zuverlässigkeit (RAID 1, Mirroring) des Systems erhöht, oder beides.
Booten vom IDE-RAID-Controller
Mit den Standard-Einstellungen im Mainboard BIOS wird der onboard IDE-Controller zum Booten bevorzugt. Möchte man jedoch von einer IDE-Festplatte booten, die am RAID-Controller angeschlossen ist, dann ist bei einigen Mainboards mit HighPoint RAID-Controller (z.B. Mainboard AK35GTR 1.x, AK35GTR 2.x, AV45GTR) im Menü "Advanced BIOS Features" folgende Einstellung vorzunehmen:
- RAID & SCSI Boot Order = RAID
- First Boot Device = SCSI
